Разработку научных подходов к получению композиционных материалов из алюминидов титана (Ti-Al), легированных редкоземельными металлами — цирконием и неодимом, и изготовление опытных образцов новых композиционных материалов выполнили исследователи из лаборатории химических технологий Томского государственного университета (ТГУ), 19 января сообщает пресс-служба вуза.

Развитие критически важных отраслей России — авиа- и машиностроения, космической промышленности, атомной энергетики, постоянно требует улучшения функциональных свойств применяемых ими материалов, а также совершенствования технологии их получения.

О возникающих проблемах, которые приходится решать при разработке перспективных материалов для этих отраслей, рассказала руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории химических технологий ТГУ Наталья Каракчиева:

«Получить композиционные материалы Ti-Al-Nd и Ti-Al-Zr с помощью обычных технологий, применяемых в металлургии, крайне сложно, поскольку у компонентов, входящих в состав сплава, разная температура плавления. При попытке их соединения возникают нежелательные эффекты, отрицательно влияющие на качество материала».

Поэтому в ТГУ в рамках данного проекта для производства сплавов на основе Ti-Al, легированных неодимом и цирконием, впервые была применена разработанная учеными Инновационно-технологического центра Сибирского физико-технического института им. академика В. Д. Кузнецова (СФТИ) ТГУ гидридная технология.

По этой технологии сначала из металлов получают их соединения с водородом. На следующем этапе порошок гидрида металла отжигают, получая композиционные материалы нужного состава. Исследователи подобрали оптимальное соотношение компонентов металлов, при которых максимально проявлялись требуемые функциональные свойства.

Технология гидрирования хороша еще и тем, отмечают разработчики, что она не требует высоких температур и значительных затрат как энергии, так и финансов, в отличие от существующих в настоящее время металлургических технологий для изготовления подобных материалов.

«Новый подход к получению композиционных металлов с добавками неодима и циркония позволил получить улучшенные характеристики материалов: при малом удельном весе композиционные материалы обладают повышенной прочностью и износостойкостью, — рассказала исполнитель проекта, магистрантка химфака ТГУ, сотрудник лаборатории химических технологий Алина Артёменко.

Исследователи могут, изменяя технологические параметры при изготовлении образцов, варьировать состав материалов, изменяя в нужную сторону их свойства. Это позволяет в рамках той же технологии получать как сплав для деталей авиапромышленности, так и пористый композит для использования в медицине, такой как Ti-Zr.

«В планах — отработать технологию получения образцов по требованию заказчиков — на прочность, твердость, пористость и другие параметры, — добавила Наталья Каракчиева. — Работы много, но перспективы для внедрения такой технологии высокие».

Областями применения инновационной разработки томских ученых, выполненной в рамках стратегического проекта «Технологии безопасности», могут стать атомная промышленность, авиация, судостроение, космическая и ракетная техника, транспортное машиностроение, а также медицина.